Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Увеличение чувствительности подразумевает борьбу с шумами. Расстояние между зеркалами непрерывно изменяется по множеству причин, и все эти причины надо контролировать. Подвесы зеркал укреплены на земле, и с какими бы предосторожностями это ни делалось, на их положение влияют мельчайшие сейсмические волны в земной коре. Отдельные исследования проводятся для создания сложных демпфирующих систем, которые были бы способны гасить любые возмущения, передаваемые через атмосферу или почву, каков бы ни был их источник – проезжающий вдали грузовик или пролетающий высоко в небе самолет, шелестящая от ветра листва, бьющиеся о скалы морские волны или течение реки. Кроме того, надо учесть броуновское движение самих зеркал, квантовые флуктуации числа фотонов, испускаемых лазером и отражаемых затем зеркалами, и много других подобных факторов. Необходимы тысячи ухищрений, чтобы удалить все эти возмущения и найти способ слышать только едва различимый шорох, издаваемый гравитационными волнами. Это можно сравнить с поиском глубочайшей тишины, чтобы дать возможность уху уловить далекое эхо отрыжки черной дыры, проглотившей красного гиганта в десять масс Солнца на расстоянии в пятьдесят миллионов световых лет, или характерное лопотание двух черных дыр, поглощающих друг друга в пароксизме макабрического танца на все более тесных орбитах.

Чтобы компенсировать шумы и увеличить чувствительность, были построены новые инструменты, работающие в режиме совпадения друг с другом. Зная расстояния между интерферометрами, можно вычислить задержку, с которой один и тот же сигнал от гравитационной волны должен регистрироваться в разных экспериментах, и получить, таким образом, в свое распоряжение дополнительное средство борьбы с шумами. В ведении Обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory[66]) находятся три больших интерферометра в США: один в Ливингстоне, штат Луизиана, а два других в одних и тех же трубах с глубоким вакуумом на территории давно выведенного из эксплуатации Хэнфордского комплекса по соседству с городом Ричленд, штат Вашингтон. Команды трех американских инструментов сотрудничают и обмениваются данными с итало-французским интерферометром Virgo[67], названным так по месту скопления 1 500 галактик в созвездии Девы в 50 млн световых лет от нас. Еще три интерферометра меньших размеров и чувствительности находятся в Германии и Австралии, и есть планы установить еще один в Индии.

До сих пор ни одному из них не удалось зарегистрировать сигнал от гравитационной волны, но прогресс в улучшении чувствительности, достигнутый в последние годы, внушает всем определенный оптимизм, так что уже готовятся шаги, которые надо будет совершить после регистрации события. Поимка того, кто идет сейчас первым номером в списке главных разыскиваемых, станет не просто великим событием в истории науки, но и положит начало новому разделу астрономии. Наблюдать Вселенную можно будет в совершенно иной перспективе, комплементарной ко всем ныне существующим. При помощи новых инструментов, установленных также в Южном полушарии, можно будет обнаружить новые источники гравитационных волн и построить картину Вселенной, опираясь на источники, отличные от уже известных. Информация, которая будет использовать и весь частотный спектр электромагнитных излучений, и космические лучи, и нейтрино, и гравитационные волны, позволит по‑иному взглянуть на очень далекие космические катастрофы, благодаря чему родится более глубокое понимание нашей Вселенной. Дальнейшее улучшение чувствительности до предельных значений позволит исследовать реликтовые гравитационные волны, эхо Большого взрыва, и через это, возможно, понять роль, которую гравитация играла в первые мгновения жизни Вселенной.

А потому некоторые исследователи уже начали задумываться об интерферометрах, размещенных на орбите: инструментах, перемещающихся под действием солнечной гравитации вдали от любых сейсмических возмущений; они движутся в самом глубоком из возможных вакуумов – звездном вакууме – и пользуются лазерным лучом длиной в миллионы километров. Это проект eLisa (evolved Laser Interferometer Space Antenna) Европейского космического агентства, для которого проводятся технико-экономические испытания и который может быть выведен на орбиту в 2034 году.

Для выполнения этих новых задач потребуется новое поколение ученых, способных совершить качественный скачок в придумывании еще более изощренных инструментов и еще более продвинутых технологий их изготовления. Человечеству требуются молодые блестящие умы, которые придадут новый импульс процессу познания.

Эпилог Бонобо, шимпанзе и сверхновые